CN110561629A - 一种单晶硅棒开方机中双棒加工用切割头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单晶硅棒开方机中双棒加工用切割头，包括竖立的固定板，固定板的正面固定有两根上下水平排列的长切割主辊以及三根左右竖向排列的短切割主辊；长切割主辊与短切割主辊均分别通过一个伺服电机驱动转动；每个长切割主辊和每个短切割主辊上均设置有两个导轮；金刚线从固定板背面穿出正面搭设于导轮后穿回背面，经过多次相同的操作最终在正面形成两个井字形的切割部分，固定板在两个切割部分分别设置单晶硅棒通过口；使用本发明切割头能够对单晶硅棒进行双棒高效率加工。

Description

一种单晶硅棒开方机中双棒加工用切割头
技术领域
本发明涉及一种高效双棒单晶硅开方机设备，更具体地说，涉及一种单晶硅棒开方机中双棒加工用切割头。
背景技术
开方机是一种将圆柱状的单晶硅棒沿着晶线切割形成四棱柱状的装置，装置中最核心的设备为切割头，切割头使用金刚线缠绕后利用金刚线的快速移动切割单晶硅棒。
传统的金刚线单晶硅棒开方机都仅能进行单根单晶硅棒的切割加工，效率低下且线速较慢。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种单晶硅棒开方机中双棒加工用切割头，以能够采用双棒同时上下料同时加工，提高加工效率。
为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种单晶硅棒开方机中双棒加工用切割头，包括竖立的固定板，固定板的正面固定有两根上下水平排列的长切割主辊，分别为位于上部的上长切割主辊和位于下部的下长切割主辊；
固定板的正面还固定有三根左右竖向排列的短切割主辊，分别为位于左侧的左短切割主辊，位于中部的中短切割主辊，以及位于右侧的右短切割主辊；
长切割主辊与短切割主辊均分别通过一个伺服电机驱动转动；
上长切割主辊上从左到右依次设置有均垂直于上长切割主辊的第一导轮、第二导轮、第三导轮以及第四导轮；
下长切割主辊上从左到右依次设置有均垂直于下长切割主辊的第五导轮、第六导轮、第七导轮以及第八导轮；
左短切割主辊上从上到下依次设置有均垂直于左短切割主辊的第九导轮和第十导轮；
中短切割主辊上从上到下依次设置有均垂直于中短切割主辊的第十一导轮和第十二导轮；
右短切割主辊上从上到下依次设置有均垂直于右短切割主辊的第十三导轮和第十四导轮；
第一导轮与第二导轮的间距＝第三导轮与第四导轮的间距＝第五导轮与第六导轮的间距＝第七导轮与第八导轮的间距＝第九导轮与第十导轮的间距＝第十一导轮与第十二导轮的间距＝第十三导轮与第十四导轮的间距；
第一导轮与第五导轮位于同一平面；第一金刚线从固定板的背面穿透固定板后绕设于第一导轮与第五导轮后再次穿透固定板回到固定板背面；
第二导轮与第六导轮位于同一平面；第二金刚线从固定板的背面穿透固定板后绕设于第二导轮与第六导轮后再次穿透固定板回到固定板背面；
第三导轮与第七导轮位于同一平面；第三金刚线从固定板的背面穿透固定板后绕设于第三导轮与第七导轮后再次穿透固定板回到固定板背面；
第四导轮与第八导轮位于同一平面；第四金刚线从固定板的背面穿透固定板后绕设于第四导轮与第八导轮后再次穿透固定板回到固定板背面；
第九导轮、第十一导轮以及第十三导轮位于同一平面；第五金刚线从固定板的背面穿透固定板后绕设于第九导轮、第十一导轮以及第十三导轮后再次穿透固定板回到固定板背面；
第十导轮、第十二导轮以及第十四导轮位于同一平面；第六金刚线从固定板的背面穿透固定板后绕设于第十导轮、第十二导轮以及第十四导轮后再次穿透固定板回到固定板背面；
相互平行的第一金刚线、第二金刚线与相互平行的第五金刚线、第六金刚线垂直相交形成第一井字形；固定板在第一井字形区域开设有第一单晶硅棒通过口；
相互平行的第三金刚线、第四金刚线与相互平行的第五金刚线、第六金刚线垂直相交形成第二井字形；固定板在第二井字形区域开设有第二单晶硅棒通过口；
中短切割主辊位于第一单晶硅棒通过口与第二单晶硅棒通过口之间。
优选的，第一金刚线、第二金刚线、第三金刚线、第四金刚线、第五金刚线以及第六金刚线均为同一根总金刚线。
优选的，总金刚线在固定板背面通过设置于固定板背面的多个转向轮转换从固定板背面穿透至固定板正面的穿透位置。
优选的，固定板搭设于直线导轨上，直线导轨垂直于固定板。
优选的，固定板通过滑块搭设于直线导轨上。
优选的，固定板连接于滚珠丝杆，滚珠丝杆垂直于固定板并用于推动固定板在直线导轨上移动。
优选的，固定板固定于基座。
本发明的优点在于，能够同时对两根单晶硅棒进行上下料同时加工，而且线速快，加工效率高，是传统工开方机的2倍。
附图说明
图1是本发明切割头的正面图；
图2是本发明切割头的背面图；
图3是本发明可滑移的本发明切割头的侧面图；
图4是为本发明切割头提供总金刚线的线管理装置示意图。
图中，71、固定板，72、上长切割主辊，73、下长切割主辊，74、左短切割主辊，75、中短切割主辊，76、右短切割主辊，77、伺服电机，78、第一单晶硅棒通过口，79、第二单晶硅棒通过口，80、转向轮，81、水平轮，82、滑块，83、直线导轨，84、张力臂，85、小过轮，86、收线轮，87、放线工字轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。
如图1和图2所示，本发明一种单晶硅棒开方机中双棒加工用切割头，包括竖立的固定板71，固定板71的正面固定有两根上下水平排列的长切割主辊，分别为位于上部的上长切割主辊72和位于下部的下长切割主辊73；
固定板71的正面还固定有三根左右竖向排列的短切割主辊，分别为位于左侧的左短切割主辊74，位于中部的中短切割主辊75，以及位于右侧的右短切割主辊76；
长切割主辊与短切割主辊均分别通过一个伺服电机77驱动转动；
上长切割主辊72上从左到右依次设置有均垂直于上长切割主辊72的第一导轮、第二导轮、第三导轮以及第四导轮；
下长切割主辊73上从左到右依次设置有均垂直于下长切割主辊73的第五导轮、第六导轮、第七导轮以及第八导轮；
左短切割主辊74上从上到下依次设置有均垂直于左短切割主辊74的第九导轮和第十导轮；
中短切割主辊75上从上到下依次设置有均垂直于中短切割主辊75的第十一导轮和第十二导轮；
右短切割主辊76上从上到下依次设置有均垂直于右短切割主辊76的第十三导轮和第十四导轮；
第一导轮与第二导轮的间距＝第三导轮与第四导轮的间距＝第五导轮与第六导轮的间距＝第七导轮与第八导轮的间距＝第九导轮与第十导轮的间距＝第十一导轮与第十二导轮的间距＝第十三导轮与第十四导轮的间距；
第一导轮与第五导轮位于同一平面；第一金刚线从固定板71的背面穿透固定板71后绕设于第一导轮与第五导轮后再次穿透固定板71回到固定板71背面；
第二导轮与第六导轮位于同一平面；第二金刚线从固定板71的背面穿透固定板71后绕设于第二导轮与第六导轮后再次穿透固定板71回到固定板71背面；
第三导轮与第七导轮位于同一平面；第三金刚线从固定板71的背面穿透固定板71后绕设于第三导轮与第七导轮后再次穿透固定板71回到固定板71背面；
第四导轮与第八导轮位于同一平面；第四金刚线从固定板71的背面穿透固定板71后绕设于第四导轮与第八导轮后再次穿透固定板71回到固定板71背面；
第九导轮、第十一导轮以及第十三导轮位于同一平面；第五金刚线从固定板71的背面穿透固定板71后绕设于第九导轮、第十一导轮以及第十三导轮后再次穿透固定板71回到固定板71背面；
第十导轮、第十二导轮以及第十四导轮位于同一平面；第六金刚线从固定板71的背面穿透固定板71后绕设于第十导轮、第十二导轮以及第十四导轮后再次穿透固定板71回到固定板71背面；
相互平行的第一金刚线、第二金刚线与相互平行的第五金刚线、第六金刚线垂直相交形成第一井字形；固定板71在第一井字形区域开设有第一单晶硅棒通过口78；
相互平行的第三金刚线、第四金刚线与相互平行的第五金刚线、第六金刚线垂直相交形成第二井字形；固定板71在第二井字形区域开设有第二单晶硅棒通过口79；
中短切割主辊75位于第一单晶硅棒通过口78与第二单晶硅棒通过口79之间。
第一金刚线、第二金刚线、第三金刚线、第四金刚线、第五金刚线以及第六金刚线均为同一根总金刚线。总金刚线在固定板71背面通过设置于固定板71背面的多个转向轮80转换从固定板71背面穿透至固定板71正面的穿透位置。
对应于切割头移动的方式，固定板71搭设于直线导轨83上，直线导轨83垂直于固定板71。具体说，固定板71通过滑块82搭设于直线导轨83上。固定板71连接于滚珠丝杆，滚珠丝杆垂直于固定板71并用于推动固定板71在直线导轨83上移动。
对应于切割头固定，单晶硅棒移动的方式，固定板71固定于基座。
如图1和图2(实线为在该面的总金刚线，虚线为在另一面的总金刚线；由于正面与背面的视角对称，正面图中的左切割主辊74实则在背面图的右侧)所示提供了一种在固定板71背部的总金刚线转向方式：刚进线的总金刚线从固定板71背部穿进正面成为第四金刚线(也可如图2所示经过一个水平轮81后再进行穿透)，重新回到固定板71背部后，通过转向轮80转到右切割主辊76下方的第十四导轮后穿过固定板71成为第六金刚线，而后依次通过转向以及穿透成为第二金刚线、第三金刚线、第五金刚线、第一金刚线，最后通过水平轮81绕出出线；此仅为一种绕线顺序，还可有其他绕线顺序。
所使用的总金刚线可以直接存储于外部绕线轮上然后提供给本发明切割头，还可以如图4所示：
总金刚线从放线工字轮87出来，经过两个小过轮85进入到切割头上的水平轮81，通过切割头内部绕线后，金刚线从切割头上另一个水平轮81绕出，接着回到线管理区的小过轮85处，在经过一个小过轮85回到收线轮86上。张力臂84通过后面的张力臂伺服电机向小过轮85上的总金刚线施加张力的，从而控制总金刚线张力的大小。
本发明使用时，将两根单晶硅棒分别垂直放置于第一单晶硅棒通过口78与第二单晶硅棒通过口79内，然后启动伺服电机77令金刚线快速传动，而后要么令两根单晶硅棒垂直移动，要么令切割头沿着直线导轨83移动，总之通过相对移动，便可使得金刚线切割单晶硅棒将从圆柱状其切割为四棱柱状；本发明可进行两根单晶硅棒的同时加工，加工效率大大提高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种单晶硅棒开方机中双棒加工用切割头，其特征在于，包括竖立的固定板(71)，所述固定板(71)的正面固定有两根上下水平排列的长切割主辊，分别为位于上部的上长切割主辊(72)和位于下部的下长切割主辊(73)；
所述固定板(71)的正面还固定有三根左右竖向排列的短切割主辊，分别为位于左侧的左短切割主辊(74)，位于中部的中短切割主辊(75)，以及位于右侧的右短切割主辊(76)；
所述长切割主辊与所述短切割主辊均分别通过一个伺服电机(77)驱动转动；
所述上长切割主辊(72)上从左到右依次设置有均垂直于所述上长切割主辊(72)的第一导轮、第二导轮、第三导轮以及第四导轮；
所述下长切割主辊(73)上从左到右依次设置有均垂直于所述下长切割主辊(73)的第五导轮、第六导轮、第七导轮以及第八导轮；
所述左短切割主辊(74)上从上到下依次设置有均垂直于所述左短切割主辊(74)的第九导轮和第十导轮；
所述中短切割主辊(75)上从上到下依次设置有均垂直于所述中短切割主辊(75)的第十一导轮和第十二导轮；
所述右短切割主辊(76)上从上到下依次设置有均垂直于所述右短切割主辊(76)的第十三导轮和第十四导轮；
所述第一导轮与所述第二导轮的间距＝所述第三导轮与所述第四导轮的间距＝所述第五导轮与所述第六导轮的间距＝所述第七导轮与所述第八导轮的间距＝所述第九导轮与所述第十导轮的间距＝所述第十一导轮与所述第十二导轮的间距＝所述第十三导轮与所述第十四导轮的间距；
所述第一导轮与所述第五导轮位于同一平面；第一金刚线从所述固定板(71)的背面穿透所述固定板(71)后绕设于所述第一导轮与所述第五导轮后再次穿透所述固定板(71)回到所述固定板(71)背面；
所述第二导轮与所述第六导轮位于同一平面；第二金刚线从所述固定板(71)的背面穿透所述固定板(71)后绕设于所述第二导轮与所述第六导轮后再次穿透所述固定板(71)回到所述固定板(71)背面；
所述第三导轮与所述第七导轮位于同一平面；第三金刚线从所述固定板(71)的背面穿透所述固定板(71)后绕设于所述第三导轮与所述第七导轮后再次穿透所述固定板(71)回到所述固定板(71)背面；
所述第四导轮与所述第八导轮位于同一平面；第四金刚线从所述固定板(71)的背面穿透所述固定板(71)后绕设于所述第四导轮与所述第八导轮后再次穿透所述固定板(71)回到所述固定板(71)背面；
所述第九导轮、所述第十一导轮以及所述第十三导轮位于同一平面；第五金刚线从所述固定板(71)的背面穿透所述固定板(71)后绕设于所述第九导轮、所述第十一导轮以及所述第十三导轮后再次穿透所述固定板(71)回到所述固定板(71)背面；
所述第十导轮、所述第十二导轮以及所述第十四导轮位于同一平面；第六金刚线从所述固定板(71)的背面穿透所述固定板(71)后绕设于所述第十导轮、所述第十二导轮以及所述第十四导轮后再次穿透所述固定板(71)回到所述固定板(71)背面；
相互平行的所述第一金刚线、所述第二金刚线与相互平行的所述第五金刚线、所述第六金刚线垂直相交形成第一井字形；所述固定板(71)在所述第一井字形区域开设有第一单晶硅棒通过口(78)；
相互平行的所述第三金刚线、所述第四金刚线与相互平行的所述第五金刚线、所述第六金刚线垂直相交形成第二井字形；所述固定板(71)在所述第二井字形区域开设有第二单晶硅棒通过口(79)；
所述中短切割主辊(75)位于所述第一单晶硅棒通过口(78)与所述第二单晶硅棒通过口(79)之间。
2.根据权利要求1所述单晶硅棒开方机中双棒加工用切割头，其特征在于，所述第一金刚线、所述第二金刚线、所述第三金刚线、所述第四金刚线、所述第五金刚线以及所述第六金刚线均为同一根总金刚线。
3.根据权利要求2所述单晶硅棒开方机中双棒加工用切割头，其特征在于，所述总金刚线在所述固定板(71)背面通过设置于所述固定板(71)背面的多个转向轮(80)转换从所述固定板(71)背面穿透至所述固定板(71)正面的穿透位置。
4.根据权利要求1所述单晶硅棒开方机中双棒加工用切割头，其特征在于，所述固定板(71)搭设于直线导轨(83)上，所述直线导轨(83)垂直于所述固定板(71)。
5.根据权利要求4所述单晶硅棒开方机中双棒加工用切割头，其特征在于，所述固定板(71)连接于滚珠丝杆，所述滚珠丝杆垂直于所述固定板(71)并用于推动所述固定板(71)在所述直线导轨(83)上移动。
6.根据权利要求1所述单晶硅棒开方机中双棒加工用切割头，其特征在于，所述固定板(71)固定于基座。
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